一只燃油箱的独白

李燕

我本是一只普普通通的箱体

见过大雁南飞，见过燕子归来

见过孔明灯在空中闪烁着点点

微光

却没曾想

能有幸被飞机大哥提携

装了燃油

随他九天之上逛一遭

然而，年少轻狂

他赋予我供油之责

我却只当小事一桩

几经磨难方知此事不易

必得潜心提升自我

方能不负提携之恩

采取被动式防爆措施

惭愧当年，自20世纪50年代起，因我之缘故造成机毁人亡的案例有十数起。回首过往，一些典型事件依然让人心有余悸。

种种过往，皆因我的不成熟。1996年7月17日，一架波音747飞机从美国纽约起飞后在13000英尺上空爆炸解体，原因是油箱内燃油蒸气和空气的混合物遇到点火源引发燃油箱爆炸。这一次事故之后，NTSB、FAA和工业方全力以赴，花费数年时间和大把美元进行了详细调查研究。2001年，FAA专门对我颁布了第102号修正案，对25.981条款进行修订。

我自是细细聆听，深刻领会。此番修订主要针对燃油箱系统的点火源防护和燃油箱可燃性定性要求。

FAA随后在2008年继续颁布第125号修正案对25.981条款再次进行了大幅修订，大大提高了对燃油箱可燃性的定量要求。意思就是，飞机大哥再不能随便带上我就飞天落地，而必须沉谋研虑，慎始敬终。

究其因，才能避其果。我的屡次爆炸正是因为“起火三角形”——燃油、氧气和点火源之间的“完美配合”。

其中，点火源最是可恶，电弧电火花、线路打火、热源等，防不胜防，虽然可以通过优化设计减少源头，但还是不能100%杜绝。

为达防爆目标我也是绞尽脑汁，先后想出了两大类措施：一类是被动式防爆措施，另一类是主动式防爆措施。

被动式防爆措施，就是在油箱内填充防爆材料，如网状聚氨酯泡沫材料（抑爆泡沫）或铝箔网。利用抑爆泡沫将油箱内混合气体的燃烧控制在局部，防止油箱内气体压力超过承载限度而造成油箱的毁坏。

几次尝试后，问题依旧无法解决。不足并未让我退缩，反而促使我再接再厉、精益求精。

从液氮保护到机载制氮

后来，我又想出了几种主动式防爆措施，即通过控制油箱上部气相空间的氧浓度达到防火抑爆的目的，就是大家熟知的惰化措施。

采用油箱惰化技术，可以使油箱上部气相空间的氧浓度在整个飞行过程中绝大部分时间低于支持燃烧的程度。为确保万一，军用飞机采用氧浓度不大于9%的惰性化标准，商用飞机的氧浓度指标通常为12%（海平面）。

我最先想到的是液氮保护系统，即在飞机上设置液氮存储装置，当需要对燃油箱气相空间进行惰化时，液氮存储装置通过一定的管路将氮气释放到燃油箱中，降低气相空间内的氧气含量，减少燃油箱发生火灾的可能性。然而，飞机大哥又提出：飞机上并没有那么大空间来存储氮，而且，若是每个保障维护基地都配备液氮存储加注装置，也增加了后勤保障的难度。

没办法，我又想到了哈龙灭火，主要灭火对象是飞机引擎、发动机机舱、飞机燃油箱以及辅助动力装置等与飞机动力系统有关的区域。但这不属于事前预防，而是一种飞机燃油箱或部件起火后所进行的瞬间扑灭及抑火措施，缺点很明显。

最后，随着经验的积累，机载制氮系统应运而生。以发动机压气机内部的高压气体或座舱的气体作为气源，通过空气分离器将气体分成富氮气体和富氧气体，富氮气体可以进入油箱使其气相空间惰化，富氧气体一般排出机外。

空气分离模块（简称ASM）是该系统的核心部件，由数万根中空纤维束组成，在压差作用下，由于中空纤维膜对空气中的氮气和氧气的选择透过性不一样，把空气分离为富氮气体（NEA）和富氧气体（OEA）。

相较于液氮系统而言，该系统的核心装置——空气分离膜，能够在飞机运行的不同阶段同步产生富氮气体，长时间保持燃油箱内的氧浓度低于12%的燃爆下限，可以有效地保护燃油箱的安全，同时在经济性、可靠性、维修性上具有优势。

经济油箱惰化系统诞生

但是，有的飞机很小，先天性“气短”，顾自己就不错了，没法分气给我，哪怕一丁点，比如直升机。我只能另想他法……

新的灵感来源于美国Phyre公司在2004年为空军研发的一种新型燃油除氧系统，它用于去除液体燃油中溶解的氧气。首先，采用一种多孔透水物质作为接触器，用泵将惰性气体（氮气）输送到气体接触器中，使燃油与惰性气体完全混合，燃油中溶解的氧气便会逸出，经过油气分离器将燃油和气体分离，即可实现除氧。

然后，将分离出的含有氧气、氮气和燃油蒸气的混合气体，引入一个温度为176～204℃的催化反应室中。在催化剂作用下，燃油蒸气与氧气反應，生成二氧化碳和水蒸气，通过冷凝将水滤出，得到含有二氧化碳的惰性气体。

最后，将这些惰性气体压缩，使其继续参与除氧循环。

一种经济、高效、环保的油箱惰化系统由此诞生。它功耗低、结构紧凑、重量轻，被称作“绿色机载惰性气体发生系统（GOBIGGS）”。其创新点在于，使用催化剂将燃油蒸气氧化，这样既消除了燃油蒸气，又达到了除氧的目的，反应生成的二氧化碳还可作为惰性气体循环使用，可谓一举三得。